Хмари повні крижаних льодяників — звучить як легковажна фантазія жарким літом, але насправді це реально існуюче явище. Вчені виявили незвичайні кристали у формі льодяників після вивчення більш 5 мільйонів фотографій, зроблених під час польоту крізь велику хмарну систему на північно-заході Англії в 2009 році. Дослідники використовували лазерні промені, щоб фотографувати кристали льоду різної форми і зрозуміти, як саме лід утворюється в повітрі, при температурі вище -30оС.
Форма кристалів може багато чого розповісти про опади, про цикл формування хмар, про їх відбивальної здатності — все це впливає на погоду і клімат в цілому. В результаті, на фотографіях вчені побачили кристали незвичайної форми, з круглим «льодяником» на тонкій довгій «ніжці». «Природні процеси можуть створювати об’єкти приголомшливої краси», — сказав Джонатан Кросьер, старший науковий співробітник, вивчає хмари в Манчестерському університеті і один з учених, які взяли участь у роботі. «Ми відразу почали задавати собі питання про те, як вони формуються». Результати свого дослідження вчені описали в статті, опублікованій днями в Geophysical Research Letters, журналі Американського географічного союзу.
Згідно Кросьеру, хоч кристали схожої форми і спостерігалися в ході попередніх досліджень, це був перший раз, коли команда побачила їх у такій великій кількості. Розуміння того, як вони формуються, дасть нові знання про механізми формування і розвитку хмар. Джонатан пояснює, що в будь-якому хмарі зі змішаною фазою (хмара, що містить суміш води з сверхохлажденной водою і льодом в безпосередній близькості один від одного) існує дуже тонкий баланс між рідиною і крижаним компонентом. «Якщо льоду буде занадто багато, то обледеніння швидко зачепить всю рідку воду, що приведе до осадження і розсіюванню хмари. Занадто мало льоду, і лід буквально випаде з структури, залишивши в небі сверхохлажденное рідке хмара з високою відбивною здатністю, яке може зберігатися протягом тривалого часу і майже не утворює опадів».
Кросьер каже, що крижаний «льодяник» — це недавно ідентифікована крижана частинка, яка може змінити баланс між рідкою водою і льодом у хмарах змішаної фази. Вона може справляти значний вплив на тривалість життя хмари і утворення опадів. Вчені вважають, що процес формування «льодяника» починається, коли кристали льоду утворюють вершину хмарної системи. Після цього в хмарі дме теплий потік повітря, що несе сверхохлажденние, але все ж рідкі краплі води. Вони стикаються з кристалами льоду і миттєво замерзають у формі крихітних голок. Іноді ці крихітні голки відламуються і падають крізь хмару, по дорозі вдаряючись про великі краплі. Ті приливають до вершини голки — і так виходить «льодяник».
Самі по собі ці кристали мають довжину від 0,25 до 1,5 мм. Вони падають на землю зі швидкістю близько 3,6 км/год. «Оскільки ми виявили їх на висоті в 4 км, для досягнення поверхні їм буде потрібно трохи більше годинниківи, якщо в процесі падіння кристали залишаться незмінними. Але коли температура повітря підвищується, то кристал плавиться і перетворюється у воду. Навіть у тому випадку, коли температура атмосфери нижче 0оС на всіх шарах, крижані льодяники можуть деформуватися через інших процесів, що відбуваються в хмарах.
Нове відкриття вразило вчених. Вони планують продовжити вивчення кристалів, щоб дізнатися більше про їх походження. «Формування кристалів у формі льодяників оповите таємницею», говорить Кросьер, але дослідники обов’язково розгадають її.
